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胡刚复教授是中国最老一辈的物理学家、教育家,我国近代物理学事业奠基人之一,并位居我国物理学界四大名人中的首位。
胡刚复(1892.3.24—1966.3.26),江苏省无锡人。1909年庚子赔款美退款第一期赴美入哈佛大学物理系,1913年获哈佛大学理学士,1914年获该校理学硕士,1918年获该校哲学博士。1918年回国后历任南京高等师范学校和东南大学教授、物理系主任(1918—1925);厦门大学教授、理学院院长(1926—1927);第四中山大学/中央大学教授、理学院院长、高等教育处处长(1927—1928);中央研究院物理研究所专任研究员(1928—1931);交通大学教授(1 925—1926,1931—1936);浙江大学教授、文理学院、理学院院长(1936—1949);上海大同大学教授、理学院、工学院院长、校长(1918—1950);北洋大学教授、天津大学教授(1949 —1952)、南开大学物理系教授(1952—1966)。1946年曾率学人赴英学习雷达技术,1949年重访美后回国。他是中国科学社和中国物理学会永久会员,中国天文、气象学会会员,1963年被选为中国物理学会名誉理事。
胡刚复是我国当代在物理教学和研究两方面都有极大成就和影响的物理学家。其重要研究有三:一是1913年在哈佛大学和Huntington癌症医院从事镭提取和放射性癌症治疗研究;二是用布喇格方法精确测定了原子序数自25至34的元素Kα线的临界吸收波长,改进了Moseley定律的精度,确定了χ射线临界吸收频率、临界电离频率和最高特征发射频率均相等;三是确定χ射线光电子的最大发射速度。他的第一项研究是实践他的“科学的最终目的是为人类造福”这一信念的最好说明。后两项研究成为确定χ射线谱项结构、理解原子发射χ射线的机制和原子的内层电子构造、以至为1923年康普顿效应的发现和1924年德布罗意波假设的提出提供了实验方面的重要依据。
康普顿在他的χ射线理论和实验一书中论及原子内层电子构造和χ射线谱项构造时,征引胡刚复的论文写道:“运用作为光谱理论基石的组合原理(Combination Principle)于χ射线谱,对于每一χ射线谱有一组谱项存在,谱项数较谱线为少,而谱线的频率可由谱项差给出。当时认出在χ射线谱情形的谱项是相应于临界吸收频率或激发频率(原注于此征引胡的论文)的V/R(R为里德堡常数)。因而Kα线发射的始态相应于从原子完全移走一个K电子所需的能量,而其终态为移走一个L电子所需的能量。此两能量之差通过爱因斯坦关系便可计算Kα线的波长”。胡刚复用布喇格晶体衍射方法所精确测得的Z=25至Z=31元素以及自Ge到Ru的K α临界吸收波长分别收入了德布罗意和康普顿等人的著作中。
在光电效应方面,1914年Robinson和1918年胡刚复的研究工作均说明χ射线光电子有符合爱因斯坦公式(即1/2MVV = hγ- p,该公式于1912年被O.W.Richardson和K.T. Compton实验证实)的光电子速度群,即对于V=K,L,M,N……壳层电子而言,由于Pυ相应于打出V壳层电子所需能量之不同,υv也分群。康普顿说:“我们看到爱因斯坦的辐射能量微粒假说给光电效应提供了满意的说明。但Jeans着重指出,如果爱因斯坦所发现的光子假说只说明一种效应,则无怪乎它应能很好说明之。为了该假设能有更大的意义,它亦应当可用于性质不同的许多现象”。值得注意的是1923年研究石墨Mo的Kα的χ射线散射的康普顿装置与胡刚复1918年所用的装置完全相似。
F. Hund在其著作《量子论史》中从不同角度指出有关粒子流与波动过程之间的实验唯象联系:①电子加速所达到的临界速度和χ射线短波限的关系早在1916年已由杜安及其合作者实验证实,②杜安及其合作者早在1923前就认识到衍射时晶体所接受的动量ΔP是h/d的整数倍(d为晶格常数),即ΔP=n h/d (n为整数)。此式是德布罗意关系P=h/λ的先导,它既适用于χ射线光子(电磁波)也适用于象电子那样的粒子(物质波)。Hund所指出的第②点正是包括了胡刚复的研究工作。
德布罗意(L.de Breglie)在1923—1924年间设想提出物质波概念和德布罗意关系λ=h/P,为了能获得经验上的依据,他通过其兄M.de Broglie(χ射线研究的著名作学者)的启发帮助,特别重视从χ射线研究工作中取得实验证据。杜安及其使用作者胡刚复等人的实验结论提供了他所寻求的东西。
胡刚复于本世纪二十年代之前在χ射线领域中做了广泛而重要的工作,亦是中国学者第一个从事χ射线研究并成绩卓越的科学家。
为培养我国实验科学人才,胡刚复于1918—1921年间率先在东南大学和上海大同设立物理实验室,设置了整套学生物理实验,相继培养出如吴有训、严济慈、赵忠尧、何增录、施汝为、钱临照等大批才华出众的物理学家。他不但为厦门大学理学院的建设奠定了基础,抗战期间还与竺可桢合作将浙大及其理学院办成国内闻名的院校之一。那时候英国派驻中国观察科学教育的著名生物学家李约瑟(J.Needham)参观西南联大和浙江大学之后称赞前者为中国的牛津大学,后者为中国的剑桥大学。
胡刚复于1918年回国前后,便不遗余力地从事中国科学社工作。他长期任该社董事、理事,并不断地在该社主办的《科学》月刊上发表学术文章和讲演,为科学教育和科学救国而殚精竭虑。
胡刚复还是一位身体力行的爱国者。1931年1月28日在民族危亡的关键时刻他挺身配合抗日战士重创日军旗舰“出云号”于上海。1938年在他和竺可桢领导浙江大学西迁途中于泰和县人民筑堤防洪、兴办水利。
胡刚复一生爱惜人才、培养人才。他曾慷慨地以自己的薪金长期地资助自己的学生出国留学,教育后学全心全意工作。他一生兢兢业业、呕心沥血,为创建和开拓我国的物理学事业而鞠躬尽粹。他为人正直坦率、童心敦厚,笃学有至性,有一种活到老学到老的精神,深得物理学界、科学界以至实业界的尊重和爱戴。